Zdravím, máme za úkol do fyziky spočítat tuto úlohu z FO:
V laboratoři byla vyvinuta nová látka, jejíž měrná tepelná kapacita závisí na teplotě, jak ukazuje graf. V kalorimetru smícháme hmotnost m1 látky, která měla teplotu 0◦C a hmotnost m2l átky, která měla teplotu 40◦C.Tepelnou kapacitu kalorimetru a ztráty tepla do okolí zanedbejte.
a) Při jakém poměrum1m2se teplota v kalorimetru ustálí na 10◦C?
b) Při jakém poměrum1m2se teplota v kalorimetru ustálí na 30◦C?
c) Jaká teplota se ustálí v kalorimetru, jestliže v něm smícháme stejná množství tétolátky (m1=m2), která měla teploty 0◦C a 40◦C?
Graf mi sem nejde vložit, vkládám odkaz na zadání.
http://fyzikalniolympiada.cz/archiv/62/fo62b1_z.pdf
Děkuju za každou pomoc
Offline

OK, toto bude trochu zložitejšie, keďže vám to nebolo vysvetlené a o integráloch (aspoň elementárnych funkcií) ste zrejme tiež ešte nič nepočuli. No keďže tepelná kapacita podľa priloženého grafu rastie (v rámci rozlíšiteľných úsekov) lineárne s teplotou, je možné použiť pri výpočte podobnosť s počítaním dráhy pre rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb (RZPP). Nedávno tu bola táto analógia vysvetľovaná kolegami pri inej úlohe z oblasti elektriny a magnetizmu, takže nie je obmedzená len na použitie v rámci mechaniky.
Offline

↑ KAter:
Pri výpočte množstva tepla prijatého jedným telesom a odovzdaného druhým telesom počas tepelnej výmeny, samozrejme. Však som sa o tom podrobne rozpísal. Prečítala si si ten skrytý text v mojom príspevku?
Offline

↑ KAter:
To je divné, mne sa ten skrytý text na mobile zobrazuje normálne. Asi záleží na prehliadači.
OK, tak teda dokázala by si na základe uvedenej teórie vypočítať úlohu a)?
Offline
KAter napsal(a):
Zdravím, máme za úkol do fyziky spočítat tuto úlohu z FO:
To dostáváte za úkol příklady z fyzikální olympiády? To se mi úplně nezdá... není to náhodou nějaký dobrovolný úkol, pro ty, kterým se chce nad věcmi přemýšlet?
Offline
↑ MichalAld: dostáváme, fyzikální olympiádu povinně řeší ti, kdo budou maturovat z přírodovědných předmětů a zbytek jenom část úkolů, většinou první tři
Offline

↑ KAter:
Tak to máte trochu premotivovaného učiteľa, si myslím. Olympiáda z ľubovoľného predmetu nie je pre každého. Zvlášť nie pre niekoho, kto k danému predmetu neinklinuje či v jeho ďalšom štúdiu nebude pokračovať. Alebo ste ako škola výhradne zameraní na nadštandardnú výuku fyziky resp. prírodovedných predmetov?
Offline
↑ Ferdish:
Jsme všeobecní, bohužel to našemu profesorovi nikdo nevysvětlí
Offline
No a integrovat jste se učili? Protože podle mě to bez toho zas tak úplně nepůjde...
Protože pokud tepelná kapacita závisí na teplotě, tak neplatí jednoduchý vztah
[mathjax]Q = mc\Delta t[/mathjax]
anýbrž platí
[mathjax]Q = m \int_{t_1}^{t_2} c_{(t)}dt[/mathjax]
Pokud závisí tepelná kapacita na teplotě lineárně, tedy podle vztahu
[mathjax]c_{(t)}=c_0 + c_1t[/mathjax]
tak integrací tohoto vztahu dostaneme
[mathjax]Q = m \int(c_0 + c_1t)dt =m[c_0t + \frac{1}{2}c_1t^2][/mathjax]
tedy po dosazení mezí
[mathjax]Q = mc_0 (t_2-t_1) + \frac{1}{2}mc_1(t_2^2 - t_1^2)[/mathjax]
Hodnoty c0 a c1 se musejí určit podle toho grafu závislosti tepelné kapacity na teplotě. A protože je to lomená čára, tak budou v každém tom úseku jiné. Takže je to v podstatě takové nekonečné skládání...
Teď koukám, že kolega to tu už "odvodil" i bez integrování...což já bych asi nedokázal...nechápu, jak to po vás může někdo chtít...
Offline

↑ MichalAld:
Ja tomu tiež nerozumiem, prečo po nich chce niečo, čo im predtým nevysvetlil a za normálnych okolností zrejme ani nevysvetlí, alebo nenasmeruje kde by sa o tom žiak/študent mohol niečo dozvedieť. Tá analógia s RZPP mi príde ako dobrý nápad, keďže analogicky sa tu uplatní lineárna závislosť jednej veličiny (rýchlosti/MTK) od inej veličiny (času/teploty). Mal to ale byť jeho džob (myslím toho profesora fyziky) študentov s tým oboznámiť, alebo aspoň naznačiť akým uhlom pohľadu môžu na tento problém nazerať. Ja na mieste rodiča, zbehlého v tejto problematike, by som si s ním už o tom pohovoril...
Offline
↑ Ferdish:
No, já na tohle téma (odvozování bez integrování) už několik filozofických debat vedl, a nechci se zbytečně pouštět do další ... ale podle mě se k tomu dá dospět jen když víme, k čemu máme dospět...ona už ta předtava lineárně rostoucí rychlosti je problematická, když nedokážeme definovat, co je to "rychlost v bodě"...já vím, že každý intuitivně chápe, že rychlost je to, co ukazuje ta ručička v autě na tachometru, a že když se ručička pohybuje, tak nám rychlost roste...
Ale pokud dokážeme rychlost definovat jen tak, že 1m/s znamená, že jeden metr urazíme za jednu sekundu a "pohybujeme se pořád stejně", tak se k proměnné rychlosti dopracujeme dost těžko.
A to, že dráha je vlastně ta plocha pod grafem závislosti rychlosti na čase ... podle mě to tak trochu taháme jak kouzelník eso z rukávu, a tvrdíme že to jde i bez integrování...
Offline
Nebylo v tom tvém příspěvku před chvílí ještě něco jiného???
Každopádně ale ... ta integrace je ještě ten menší problém, ta skutečná práce teprve začíná. Jediné, co nám trochu usnadní život je, že se mají hledat jen hmotnosti, při kterých to dosáhne těch zlomových teplot ... a né výsledná teplota při obecných hmotnostech. Takto v těch druhých mocninách nejsou neznámé ... všechny teploty známe a stačí to tam dosadit ... a dát do poměru.
Takže asi "nejobtížnější" bude určit ty konstanty c0 a c1 (rychlost a zrychlení) z toho grafu...
Offline

↑ MichalAld:
NJN, ale ak ma pamäť neklame, RZPP sa v rámci fyziky učí na strednej už v prváku (mechanika hmotného bodu je tuším úplne prvá kapitola, ktorá sa preberá) a tam na nich ťažko môžeš vyrukovať s deriváciami a integrálmi, byť elementárnych funkcií. Ono chvíľu trvá pochopiť i pojem vektoru a vektorových veličín :-)
Ak sa náhodou k tomu človek vráti v rámci maturitného ročníka ako súčasť grande ripetizione so študentami, ktorí z fyziky idú maturovať, tak sa vtedy o tom človek s nimi môže začať baviť aj týmto štýlom. O to lepšie, ak sa s deriváciami a integrálmi mali možnosť stretnúť na matematike. Avšak s prístupom, aký má vyššie spomínaný kantor...
Offline

MichalAld napsal(a):
Nebylo v tom tvém příspěvku před chvílí ještě něco jiného???
Bolo :-) medzitým si totiž napísal príspevok, v ktorom si sčasti pokryl to o čom som písal a keďže som nechcel zbytočne písať duplicitný post, tak som to zmenil. Ospravedlňujem sa za nechcené zmätkovanie.
Offline